1、年魯科版物理選修年魯科版物理選修 3-23-2 電子題庫電子題庫 第第 3 3 章章末綜合檢測章章末綜合檢測(時間：90 分鐘，總分值：100 分)一、選擇題(此題共 10 小題，每題 4 分，共 40 分在每題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得 4 分，選對但不全的得 2 分，有選錯或不答的得 0 分)，其中的線圈能產生交流電的是()解析：選 bd.當線圈繞垂直于磁場的軸轉動，磁通量發生變化，才能產生交流電，b、d 項中的線圈能產生交流電a、c 項中線圈的磁通量不發生變化，故不能產生交流電應選 bd.，圖甲到圖丁分別表示線圈轉動過程中的四個位置，其中甲、

2、丙中的線圈與磁場方向垂直，乙、 丁中線圈與磁場方向平行， 那么在線圈轉動的過程中直流電流表有示數的位置是()a甲、丙b乙、丁c甲、乙d丙、丁解析：選 b.線圈轉動中感應電流時刻在變化，位于中性面位置時磁通量最大，但感應電流最小，等于零位于與中性面垂直位置時，磁通量最小，但感應電流最大，應選 b.，其中能正確反映我國居民日常生活所用交流電的是()解析：選 c.我國居民用電是有效值為u220 v，頻率為 50 hz 的正弦交流電，故其最大值為um 2u311 v，周期為t1f0.02 s，選項 c 正確，如下列圖一鐵芯插進鐵圈之后，該燈將()a變亮b變暗c對燈沒影響d無法判斷解析：選 b.參加鐵芯

3、改變了電感的自感系數，自感系數增大，感抗增大，電流減小，燈上的電壓減小，所以燈變暗，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸oo以恒定的角速度轉動當從線圈平面與磁場方向平行時開始計時， 線圈中產生的交變電流按照圖乙所示的余弦規律變化，那么在t2時刻()a線圈中的電流最大b穿過線圈的磁通量最大c線圈所受的安培力為最大d線圈中的電流為零解析：選 bd.t2t4，此時線圈位于中性面位置，所以穿過線圈的磁通量最大，b 正確；由于此時感應電動勢為零，所以線圈中電流為零，線圈所受的安培力為零，a、c 錯誤，d正確，從中性面開始轉動 180角的過程中，平均感應電動勢和最大感應電動勢之比為()a2b1

4、2c21d21解析：選 a.設線圈匝數為n，磁感應強度為b，線圈面積為s，角速度為，那么最大感應電動勢為emnbs， 從中性面開始轉過 180時， 2bs， 由entn2bs2nbs，所以平均值與最大值之比為 2，故 a 對uumsin100t(v)，當t1600s 時，u5 2 v，那么從電壓表上看到的讀數為()a. 2 vb5 2 vc10 2 vd10 v解析： 選 d.將t1600s 及u5 2 v 代入uumsin100t(v)， 可以求得最大值um10 2 v，有效值為 10 v，電壓表的讀數為有效值，故 d 對8.圖甲、圖乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規律變化以

5、下說法不正確的選項是()a圖甲表示交流電，圖乙表示直流電b兩種電壓的有效值相等c圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u311sin100tvd圖乙所示電壓的瞬時值表達式為u311sin100tv解析：選 abd.交流電的概念是大小和方向都隨時間變化，在t軸的上方為正，下方為負，正負變化表示方向變化，a 錯有效值和最大值之間的關系um 2u只對正弦(或余弦)交流電適用，所以 b 錯由甲圖寫出電壓瞬時值表達式為u311sin100tv，c 對圖乙電壓隨時間不是按正弦規律變化，d 錯9.如下列圖，將硬導線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為l，它在磁感應強度為b，方向如下列圖的勻強磁場中勻速轉動，轉速為n，

6、導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路有額定功率為p的小燈泡并正常發光，電路中除燈泡外，其余局部的電阻不計，燈泡的電阻應為()a.2l2nb2pb.2l2nb2pc.l2nb22pd.l2nb2p解析：選 b.硬導線轉速為n，角速度為 2n，電壓的最大值為umbl22n2nbl2，小燈泡的功率pum221r2nbl222r，所以燈泡的電阻為2l2nb2p，應選項 b 正確10.如圖甲所示是某種型號的電熱毯的電路圖，電熱毯接在交變電源上，通過裝置p使加在電熱絲上的電壓的波形如圖乙所示假設電熱絲的電阻為 10 ，那么以下說法中正確的選項是()a經過電熱絲的交變電流周期為 1102sb電熱絲兩

7、端的電壓為 220 vc通過電熱絲的電流為 2 2 ad電熱絲在 1 min 內產生的熱量為 1.32104j解析：選 d.由圖乙可知交流電的周期為 2102s，a 錯；根據正弦交流電的有效值可知前半個周期電壓的有效值為 220 v，根據交流電有效值的定義2202rt2u2有rt，得u有110 2v，所以 b 錯；由iu有r求得通過電熱絲的電流為 2 a，所以 c 錯誤；由qi2rt，代入數據，電熱絲在一分鐘內產生的熱量為 1.32104j，故 d 正確二、填空題(此題共 2 小題，每空 2 分，共 14 分按題目要求作答)11.如下列圖的電表均為理想的交流電表，保險絲p的熔斷電流為 2 a，

8、電容器c的擊穿電壓為 300 v，假設在a、b間加正弦交流電壓，并適當地調節r0和r接入電路中的阻值，使p恰好不被熔斷，c恰好不被擊穿， 那么電流表的讀數為_ a， 電壓表的讀數為_v.解析：電阻r0和r串聯接入交流電路中，通過保險絲的電流值與通過電流表的電流值相等，而電容器與電阻r并聯， 因而其兩端的電壓與電阻r兩端的電壓相等， 也和電壓表兩端的電壓相同， 注意到電壓表的讀數是電阻r兩端電壓的有效值， 而電容器是否擊穿應看加在電容器兩端交流電壓的最大值， 而看保險絲是否被熔斷， 要看電流的有效值是否超過熔斷電流 故電流表的讀數為 2 a，電壓表的讀數為3002v212.1 v.12.如下列圖

9、，為某交變電動勢隨時間變化的圖象，從圖象中可知交變電動勢的峰值為_ v周期t是_s，交變電動勢變化最快的時刻是_，穿過產生此電動勢的線圈的磁通量變化最快的時刻是_， 假設此交流線圈共 100 匝， 那么穿過此線圈的最大磁通量是_wb.解析：由圖象可知周期為 0.02 s，最大電動勢為 310 v，圖象的斜率表示電動勢變化的快慢，變化最快時刻應該是nt/2，根據法拉第電磁感應定律電動勢最大的時刻應該是磁通量變化最快的時刻，是(2n1)t/4，由最大值公式可以求出最大磁通量，那么emnbsnmmemn310100100wb311000wb.答案：3100.02n2t2n14t311000三、計算題

10、(此題共 4 小題，共 46 分解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位)13.(10 分)一矩形線圈，在勻強磁場中繞垂直磁感線的對稱軸轉動，形成如下列圖的交變電流的電動勢圖象，試根據圖象求出：(1)線圈轉動的角速度；(2)該交變電流電動勢的有效值；(3)電動勢瞬時值表達式解析：(1)由圖象可得線圈轉動的周期t6 s(2 分)那么角速度2t26rad/s3rad/s.(2 分)(2)電動勢最大值em20 v(2 分)那么有效值eem2202v10 2 v(2 分)(3)電動勢瞬時值表達式eemsint20sin3

11、t(v)(2 分)答案：(1)3rad/s(2)10 2 v(3)e20sin3tv14.(12 分)圖甲為小型旋轉電樞式交流發電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸oo勻速轉動，線圈的匝數n100、電阻r10 ，線圈的兩端經集流環與電阻r連接，電阻r90 ，與r并聯的交流電壓表為理想電表在t0 時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量隨時間t按圖乙所示正弦規律變化求：(1)交流發電機產生的電動勢最大值；(2)電路中交流電壓表的示數解析：(1)交流發電機產生電動勢的最大值emnbs，(2 分)而mbs，2t，所以em2nmt(3 分)由t圖線可知m102wb，t

12、102s所以em200 v(1 分)(2)電動勢的有效值e22em100 2 v(2 分)由閉合電路歐姆定律，電路中電流的有效值為ierr 2 a(2 分)交流電壓表的示數為uir90 2 v127.26 v(2 分)答案：(1)200 v(2)127.26 v15.(12 分)如下列圖，邊長為 0.5 m 的正方形線框abcd，繞ab邊勻速轉動，ab邊右側無限大的空間內有磁感應強度為 0.4 t 的勻強磁場(ab左側無磁場)，轉速為 50 r/s.(1)求感應電動勢的最大值(2)畫出從圖示位置開始計時的感應電動勢圖象(沿adcba方向為正)(3)求感應電動勢的有效值解析：(1)線圈轉動角速度

13、為2n100 rad/s，(1 分)周期為t20.02 s(1 分)根據最大值公式emnbs1100 v10 v31.4 v(2 分)(2)從圖示位置開始計時，線圈中產生的交變電流應該是按正弦規律變化，經過t/4 后線圈在磁場外運動，不產生感應電動勢及感應電流，經過t/2，重新進入磁場，產生感應電動勢，經過t/4，完成一個周期，感應電動勢圖象如下列圖：(4 分)(3)根據有效值的定義有：em221rt2e2rt，(2 分)代入數據解得e15.7 v(2 分)答案：(1)31.4 v(2)見解析圖(3)15.7 v16.(12 分)如下列圖，n50 匝的矩形線圈abcd， 邊長ab20 cm，ad25 cm，放在磁感應強度b0.4 t 的勻強磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的oo軸以n3000 r/min 的轉速勻速轉動，線圈電阻r1 ，外電路電阻r9 ，t0 時，線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉出紙外、cd邊轉入紙里(1)判斷t0 時感應電流的方向；(2)寫出線圈感應電動勢的瞬時表達式；(3)從圖示位置轉過 90過程中流過電阻r的電荷量是多大？解析： (1)根據ab、cd切割磁感線， 由右手定那么可得線圈中感應電流方向adcba.(2分)(2)線圈的角速度2n230